危化品风险定量分析模型相关整理

重大危险源管理系统危化品风险定量分析模型
需求分析
2011年6月30日
目录
1 术语 (1)
2 参考依据 (2)
3 风险评价程序 (3)
4 风险评价所需数据 (4)
5 模型分析 (5)
5.1失效频率分析 (5)
5.1.1 设备设施基础失效（泄漏）频率分析 (5)
5.1.2 泄漏（失效）频率的修正 (7)
5.1.3 火源点火可能性分析 (9)
5.1.4 泄漏后事故场景的频率分析 (13)
5.2失效后果分析 (16)
5.2.1 潜在事故情景的描述（容器破裂，管道破裂，安全阀失灵等） (16)
5.2.2 危险物质泄漏量的计算（有毒、易燃、爆炸） (18)
5.2.3 危险物质泄漏后扩散的计算 (30)
5.2.4 火灾、爆炸的计算 (34)
5.3事故后果影响的评估（毒性、热辐射、爆炸冲击波） (43)
5.3.1 泄漏扩散影响分析 (43)
5.3.2 火灾热辐射影响分析 (46)
5.3.3 冲击波超压影响分析 (47)
5.3.4 个人风险、社会风险分析及等值线 (48)
6 危化品风险预测模型定位 ....................................................................... 错误！未定义书签。

7 危化品主要预测模型列表 ....................................................................... 错误！未定义书签。

8 预测模拟过程 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

9 有毒气体泄漏扩散预测模型 ................................................................... 错误！未定义书签。

9.1有毒气体泄漏扩散算法..................................................................... 错误！未定义书签。

9.1算法举例............................................................................................ 错误！未定义书签。

9.2输入参数............................................................................................ 错误！未定义书签。

9.3输出结果展示 .................................................................................... 错误！未定义书签。

10 业务与行业应用..................................................................................... 错误！未定义书签。

11 附录 ........................................................................................................ 错误！未定义书签。

1术语
1.失效：指系统、结构或元件失去其原有包容流体或能量的能力，如泄漏。

2.失效频率：失效事件所发生的频率，单位为/年。

3.单元：具有清晰边界和特定功能的装置、设施或场所，在泄漏时能与其他
装置及时切断。

4.事故树：它是通过对可能造成系统失效的各种因素（包括硬件、软件、环
境、人为因素）进行分析，画出逻辑框图（失效树），从而确定系统失效原因的各种可能组合方式或其发生概率。

5.事件树分析：是根据一些规则用图形来表示由初因事件可能引起的许多事
件链，以追踪事件破坏的过程及各事件链发生的概率。

6.源项：定量风险评价中可能引起急性伤害的触发事件，如危险物质泄漏、
火灾、爆炸等。

7.闪火：在不造成超压的情况下物质云团燃烧时所发生的现象。

8.池火灾：所谓池火灾是指贮罐中泄漏后的可燃液体遇火源发生的火灾.发
生池火灾时热幅射是主要危害，热辐射效应被限制在液池周围的一个区域内。

9.喷射火：压力易燃气体或液体从小孔释放到大气中被点燃，释放压力使之
产生长形火焰而形成的稳定燃烧。

10.火球：大量易燃液体/气体突然释放，并立即被点燃，由于初始动能和热
火焰的浮力而上升，形成一个火球迅速燃烧。

压力气体和液化烃罐事故会导致火球。

11.闪蒸就是高压的饱和水进入比较低压的容器中后由于压力的突然降低使
这些饱和水变成一部分的容器压力下的饱和水蒸气和饱和水
12.两相：指气液混合物。

13.辐射通量：单位时间内以辐射的形式发射、传播或接收的能量，单位为瓦。

14.固体火灾：可燃固体材料的燃烧。

15.蒸气云爆炸（VCE）：当大量可燃液体或蒸气泄漏后与空气混合，在扩散过
程中如遇到点火源并发生点火时，由于存在某些特殊原因或条件，火焰加速传播，产生爆炸冲击波，产生蒸气云爆炸。

16.容器瞬间破裂爆炸：如高温高压反应器。

17.沸腾液体膨胀蒸气云爆炸（BLEVE）：压缩液体受火灾影响急剧气化，设备
破裂，大量气体轻烃瞬间释放，形成爆炸。

18.锅炉爆炸：压力容器爆炸。

19.低温罐破裂爆炸：低温的液态乙烯丙烯泄漏后蒸发为气体，大量吸热，形
成雾团，遇点火源爆炸。

20.粉尘爆炸：细微颗粒积聚，遇点火源爆炸。

21.个人风险：假设个体100%处于某一危险场所且无保护，由于发生事故而导
致的死亡频率，单位为次/年。

22.社会风险：能够引起大于等于N人死亡的事故累积频率（F），也即单位时
间内（通常每年）的死亡人数。

常用社会风险曲线（F-N曲线）表示。

23.F-N曲线：表示累积频率（F）和死亡人数（N）之间关系的曲线图。

24.ERPG：（Emergency Response Planning Guidelines），意思是：紧急响应
计划指南。

紧急响应计划指南是由美国工业卫生协会（AIHA）所制定的标准。

即在紧急情况下，人们持续暴露在有毒环境中1-24h，并完成指定任务所能接受的气体、蒸汽或烟雾的浓度（紧急暴露指导标准）该浓度是ppm 浓度。

目前美国工业卫生协会已公布了四十多种化学物之ERPG值。

例如ERPG1 25 ，指限值1，空气中化学物质浓度为 25ppm，只有不良反应，不会产生不良伤害。

2参考依据
1.GB 18218-2009危险化学品重大危险源辨识
2.化工企业定量风险评价导则
3.SY/T 6714-2008基于风险检验的基础方法
3风险评价程序
图：定量风险评价的基本程序
如上图所示：定量风险评价是对危险进行识别、定量评价，并作出全面的、综合的分析。

借助于定量风险评价所获得的数据和结论，并综合考虑经济、环境、可靠性和安全性等因素，制定适当的风险管理程序及措施，为设计、运行、安全管理及决策提供技术支持。

4风险评价所需数据
定量风险评价过程涉及大量的数据信息，根据评价的目的和深度确定企业所需收集的资料数据,包括但不限于表中的资料数据:
表：定量风险评价收集的资料数据
5模型分析
5.1 失效频率分析
5.1.1设备设施基础失效（泄漏）频率分析
在对风险辨识过程中，需要列出定量风险评价所需的压力容器、常压容器、管线、阀门、泵、压缩机等事故风险点清单。

如清单中的设备不包括下表中的典型设备设施中，需要从企业事故统计及工业数据库中获取，并且要获取泄漏
场景（4种）。

国家安监总局提出的《化工企业定量风险评价导则》中指出SY/T 6714-2008典型设备发生完全破裂以及孔泄漏的频率，如下表所示：
表：典型设备的泄漏频率
5.1.2泄漏（失效）频率的修正
由事故统计及工业数据库得出的泄漏频率称为通用（基础）泄漏频率。

针对被评价单元的具体情况，采用设备系数（FE）和管理系统系数（FM）两项对通用（基础）泄漏频率进行修正，修正后的失效频率更能反映被评价单元的实际泄漏频率。

如下式：
F修正＝F通用（基础）×FE×FM
式中：FE是设备系数，FM是管理系数。

1.FE取值：根据设备单元运行环境及运行状况，可为每一设备制定设备修
正系数FE。

FE包括一般因素和工艺因素，一般因素包括工厂运行周期、气候条件、地质因素；工艺因素包括工艺连续性、稳定性及泄压系统等，参考下图。

确定每一模块各个分项的取值，并将所有分项确定值相加，得到该设备项的最终数值。

FE的取值范围为0.1-10，即设备运行环境可造成装置风险水平降低或增加一个数量级，一般企业的分值为1。

FE 的取值参考SY/T 6714-2008 详见第8.3部分。

图：设备修正因素FM
2.FM取值：FM主要是对企业的管理水平进行评级，一个企业的工艺安全
管理系统的有效性会对机械完整性有显著影响。

可采用SY/T 6714-2008推荐的管理系统评价方法(《化工企业定量风险评价导则》中指出)。

此方法采用风险工程学的理论，将管理系统评价分为13大类，总共1000分，见下表，一般美国化工企业管理系统评价分值约为50％。

在国内开展评价活动，可参看该评价表的要素，并根据国内情况进行修正，确定每一项指标的分指标评价细则详见SY/T 6714-2008附录D.2中描述。

表：管理系统评价表
管理系数的评价分值与频率修正系数关系见下图，其中分值为实际分数的10％。

将管理系统评价分转换成管理系统修正系数的推荐比例是基于如下的假设：一般的企业装置在管理系统评价上的得分为50%，并且100%分值等于总的装置风险降低一个数量级。

图：管理系统分值与修正系数的关系
5.1.3火源点火可能性分析
《化工企业定量风险评价导则》中指出应对评价单元的工艺条件、设备设施、平面布局等资料进行分析，结合现场调研，确定最坏事故场景影响范围内的的潜在点火源，并统计点火源的名称、种类、方位、数目以及出现的概率等
要素。

点火分为立即点火和延迟点火。

立即点火的点火概率应考虑泄漏形式（瞬时泄漏或者连续泄漏）、泄漏速率和泄漏化学品活性。

5.1.3.1立即点火概率
下表给出单元内装置的立即点火概率值：
表：装置发生泄漏后的立即点火概率
根据泄漏物质的活性，可将泄漏物质分成K1-液体、低活性气体和中/高活性气体，一些物质的活性见如各表：
表：部分化学品活性分类
表：液体化学品分类
对液体化学品立即点火概率的确定方法见下表：
表：不同液体点火概率确定
5.1.3.2延迟点火概率
延迟点火的点火概率应考虑点火源特性、泄漏物特性以及泄漏发生时点火源存在的概率，计算公式如下：
P(t)=P present(1-e-ωt)
式中：
P(t)——0~t时间内发生点火的概率；
Ppresent ——点火源存在的概率；
ω——点火效率（s-1），与点火源特性有关；
t——时间，单位为s。

点火效率可根据点火源在某一段时间内的点火概率计算得出。

可参考《TNO 紫皮书》中不同点火源在1 min内的点火概率，见下表：
表：点火源在1 min内的点火概率
5.1.4泄漏后事故场景的频率分析
需要根据事件树分析，建立不同事故风险点的事件树，进行量化计算、分析。

典型可燃气体泄漏事件树如下图所示：
气体泄漏
瞬时释放？立即点火？重气？延迟点火？
是
否
是
是
是
是
是
是
否
否
否
否
否
否
火球
扩散
喷射火
扩散
重气云扩散
中性气云扩散
闪火或爆炸
无影响
闪火或爆炸
无影响
重气云扩散
中性气云扩散
是
是
否
否
闪火或爆炸
无影响
闪火或爆炸
无影响连续泄漏
图：典型可燃气体泄漏事件树（World Bank 1985 WTP55）
（注：无影响是指无火灾、爆炸影响）
液体泄漏
瞬时释放？立即点火？形成液池？液池发生点火？
扩散
连续泄漏
是
是
是
是
是
是
是
否
否
否
否
否
否
否
火球
喷射火
池火灾
池火灾
接气体泄漏事件树
接气体泄漏事件树
接气体泄漏事件树
接气体泄漏事件树图：典型可燃液体泄漏事件树（World Bank 1985 WTP55）
最终状态气体
不点火自燃温度以上
延迟点火
立即点火
蒸气云爆炸（VCE）
闪燃
火球
火球
安全扩散
最终状态液体
点火
不点火
池火
安全扩散
图：可燃液体或气体瞬时泄漏事件树（SY/T6714-2008）
最终状态气体
不点火自燃温度以上
延迟点火
立即点火
蒸气云爆炸（VCE）
闪燃
喷射火
喷射火
安全扩散
最终状态液体
点火
不点火
池火
安全扩散延迟点火
立即点火喷射火
图：可燃液体或气体连续泄漏事件树（SY/T6714-2008）
5.2 失效后果分析
5.2.1潜在事故情景的描述（容器破裂，管道破裂，安全阀失灵等）
在定量风险评价中，泄漏场景应同时满足以下两个条件：
✧发生的概率≥10-8/年；
✧至少导致1％的致死伤害概率
泄漏场景可根据泄漏孔径大小分为完全破裂以及孔泄漏两大类，有代表性的泄漏场景如下表所示：
表：泄漏场景
注：当设备（设施）直径小于150 mm时，取小于设备（设施）直径的孔泄漏场景以及完全破裂场景。

5.2.1.1管道破裂场景
1.泄漏场景见“表：泄漏场景”；
2.对于完全破裂场景，如果泄漏位置严重影响泄漏量或泄漏后果，应至
少分别考虑三个位置的完全破裂：
✧管道上游；
✧管道中游；
✧管道下游；
3.对于长管线，应沿管线选择一系列泄漏点，泄漏点的初始间距可取为
50 m，泄漏点数应确保当增加泄漏点数量时，风险曲线不会显著变
化。

5.2.1.2容器破裂场景
5.2.1.2.1固定的带压容器和储罐
固定的带压容器和储罐分为三类，其泄漏场景见“表：泄漏场景”，分类如下表：
表：带压容器和储罐分类
5.2.1.2.2固定的常压容器和储罐
当容器或储罐的内部绝对压力小于或等于0.1 MPa时，应考虑为常压容器或储罐，常见的常压容器和储罐的泄漏场景见下表：
表：固定的常压容器和储罐的泄漏场景
5.2.1.3安全阀失灵场景
当压力释放装置的排放气直接排入大气环境中，应考虑压力释放装置的风险，其场景可取压力释放装置以最大释放速率进行排放。

5.2.2危险物质泄漏量的计算（有毒、易燃、爆炸）
当压力释放装置的排放气直接排入大气环境中，应考虑压力释放装置的风险，其场景可取压力释放装置以最大释放速率进行排放。

泄漏位置应根据设备（设施）实际情况而确定。

在过程或反应容器中，当容器内同时存在气相和液相时，应至少模拟气相泄漏和液相泄漏两种场景。

泄漏方向要根据设备安装的实际情况确定。

如果没有准确的信息，泄漏方向宜设为水平方向，与风向相同。

对于地下管道，泄漏方向宜为垂直向上。

5.2.2.1 液体经管道上的孔流出
质量流率为：
()002P P AC Q m -=ρ…… （E.1）
式中:
Q m ——质量流率，单位为Kg/s ； P ——管道内液体压力,单位为Pa ； P 0——环境压力,单位为Pa ； C 0 ——液体泄漏系数；
ρ——泄漏液体密度，单位为kg/m 3；
A ——裂口面积，单位为m 2 ；
液体泄漏系数C 0 是雷诺准数和孔洞直径的函数，经验数据如下： 1. 对于锋利的孔和雷诺准数大于30000时，液体泄漏系数近似取0.61。

对于这种情况，液体的流出速率不依赖于裂口的尺寸。

2. 对于圆滑喷嘴，液体泄漏系数可近似取1。

3. 对于与容器相连的管嘴（即长度与直径之比不小于3），液体泄漏系
数近似取0.81。

4. 当液体泄漏系数不知道或不能确定时，取1.0使所计算的流量最大。

5.2.2.2 液体经储罐上的孔流出
瞬时质量流率为：
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+-=L m gh p p AC Q ρρ002…… （E.2）
式中：
Q m ——质量流率，单位为Kg/s ； P ——储罐内液体压力,单位为Pa ； P 0——环境压力,单位为Pa ；
C 0——液体泄漏系数； g ——重力加速度，9.8 m/s 2； A ——裂口面积，单位为m 2； ρ——液体密度，单位为Kg/m 3； h L ——裂口上方液体高度，单位为m ； t ——泄漏时间，单位为s 。

5.2.2.3 液体管道断裂
不可压缩液体在管道中流动，能量式如下：
m
W F Z g u
P
s -=+∆+∆+∆αρ22
…… （E.3） 式中：
ΔP——管道两端压力差，单位为Pa ； ρ——液体密度，单位为kg/m 3；
u ——液体平均瞬时流速，单位为m/s ；
α——无量纲速率轮廓修正系数,其取值为:对于层流, α取0.5；对于塞流，
α取1.0；对于湍流α→1.0；
g ——重力加速度，单位为m/s 2；
ΔZ ——终止状态减去初始状态的高度差，单位为m ；
F ——摩擦导致的机械能损失，包括来自流经管道长度的摩擦损失，适用
于诸如阀门、弯头、孔、管道的进口和出口，单位m.N/kg ； Ws ——轴功，单位Pa ·m ； m ——质量流速，单位kg/s ； Δ函数——终止状态减去初始状态。

对于有摩擦阻力的设备，摩擦损失项形式为：
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=22u K F f …… （E.4）
式中：
K f ——管道或管道配件摩擦导致的压差损失（无量纲）； 对于流经管道的液体，压差损失项K f 为：
d
fL
K f 4=
…… （E.5） 式中：
f ——Fannin
g （范宁）摩擦系数，无量纲；
L ——管道长度，单位为m ； d ——流道直径，单位为m 。

Fanning （范宁）摩擦系数f 是雷诺准数Re 和管道粗糙度ε的函数。

下表给出了各种类型净管道的ε值。

表：净管道的粗糙系数ε
对于层流，摩擦系数可按下式计算：
e
R f 16
=
…… （E.6） 对于湍流，可按下式求解：
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+
⨯-=f
R d f e 255
.17.31log 41
ε…… （E.7） 对于粗糙管道中发展完全的湍流，f 独立于雷诺准数，此时，摩擦系数可按下式计算：
⎪⎭⎫ ⎝
⎛
=εd f 7.3log 41
…… （E.8）
对于光滑管道，ε=0，摩擦系数可按下式计算：
255.1log 41
f
R f
e =…… （E.9）
对于光滑管道，当雷诺准数小于10000时，
4
1079.0-=e
R f …… （E.10）
对于管道附件、阀门及其他流动障碍物，可采用改进的2-K 方法来考虑能量损失，2-K 方法根据雷诺准数和管道内径定义压差损失。

⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛++=
∞inches e f ID K R K K 111…… （E.11） 式中：
K f ——超压位差损失（无量纲）； K 1——常数（无量纲）； K ∞——常数（无量纲）； Re ——雷诺准数（无量纲）； ID inches ——管道内径，单位为in 。

2-K 常数如下表：
表：附件和阀门中损失系数的2-K 常数
对于管道的入口和出口，可改为：
∞+=
K K K f Re
1
……（E.12） 对于管道进口，1K =160；对于一般的进口，∞K =0.50；对于边界类型的入口，∞K =1.0。

对于管道出口，1K =0；∞K =1.0。

对于高雷诺数（R e ＞10000），上式中的第一个方程式可忽略，即∞=K K f ；对于低雷诺数（R e ＜50），Re 小于50，第一项占支配地位，Re 1K f K =。

物质从管道系统中流出,质量流率的求解方程如下：
（1）假设：管道长度、直径和类型；沿管道系统的压力和高度变化；来自泵、涡轮等对液体的输入或输出功；管道上附件的数量和类型；液体的特性，包括密度和黏度。

（2）指定初始点（点1）和终止点（点2）。

（3）确定点1和点2处的压力和高度。

确定点1处的初始液体流速。

（4）推测点2处的液体流速，如果认为是完全发展的湍流，则不需要这一步。

（5）用式（E.6）~式（E.10）确定管道的摩擦系数。

（6）确定管道的超压位置损失[式（E.5）]、附件的超压位差损失[式（E.11）]、和进出口效应的超压位差损失[式（E.12）]。

将这些压差损失相加，使用式（E.4）计算净摩擦损失项。

使用点2处的高度。

（7）计算式（E.3）中的所用各项的值，并将其带入到方程中。

如果式（E.3）所用项的和等于零，那么计算结束。

如果不等于零，返回到第（4）步重新计算。

（8）使用方程A u m ρ=确定质量流率。

如果认为是完全发展的湍流，求解非常简单，将已知项代入到式（E.3）中，将点2处的速度设为变量，直接求解该速速。

5.2.2.4 气体经孔泄漏
当式（E.12）成立时，气体流动属音速流动；当式（E.13）成立时，气体
流动属亚音速流动。

1
120
-⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+≤γγγp p ……（E.12）
1
120
-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+>γγ
γp p ……（E.13） 式中：
0p ——环境压力，单位为Pa ；
P ——容器内介质压力，单位为Pa ；
γ——热容比，γ=c p /c v 。

音速流动的气体泄漏质量流率为：
1
1
12-+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=γγγγT R M Ap
C Q g d ……（E.14）
亚音速流动的气体泄漏质量流率为：
1
1
12-+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=γγγγT
R M Ap
YC Q g d ……（E.15）
式中：
Q ——气体泄漏质量流率，单位为kg ／s ；
C d ——气体泄漏系数，与裂口形状有关，裂口形状为圆形时取1.00，三角形时取0.95，长方形时取0.90；
A ——裂口面积，单位为m 2； P ——容器内介质压力，单位为Pa ；
M ——泄漏气体或蒸气的分子量，单位为g/mol ； R g ——理想气体常数，单位为8.314 J /（mol·K ）； T ——气体温度，单位为K ；
Y ——气体膨胀因子，按式（E.16）计算。

⎥⎥
⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪
⎭⎫ ⎝
⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--+γγγ
γγγγ1
2
1
10012111p p p p Y ……（E.16） 5.2.2.5 气体管道断裂 5.2.2.5.1 绝热流动
对于长管或沿管程有较大压差，气体流速在大部分情况下接近声速。

对于涉及塞流绝热流动的情况下，已知管长（L ）、内径（d ）、上游压力（P 1）和温度（T 1），计算质量通量G 步骤如下：
（1）由式（E.8）确定Fanning 摩擦系数f 。

假设是高雷诺数的完全发展的湍流。

随后将验证这一假设，通常情况下该假设是正确的。

（2）确定M a1：
()041112ln 2121211=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛--⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡
++d fL M M Y a a γγγ……（E.17） 2
112
1
1a M Y -+
=γ……（E.18）
式中：
M a1——马赫数；
L ——管道长度，单位为m ； d ——管道内径，单位为m ； Y 1——气体膨胀系数，无量纲 （3）确定质量通量G ：
choked
g choked
choked T R M
P G γ=……（E.19）
1
21
1+=γY T T choked ……（E.20）
1
1
121
Y M P P a choked +=γ……（E.21） 式中：
G choked ——质量通量，单位为Kg/m 2·s ； P 1——上游气体压力，单位为Pa ； P choke d ——下游气体压力，单位为Pa ； T 1——上游气体温度，单位为K ； T choked ——下游气体温度，单位为K ；
（4）由式（E.20）确定P choked ，以确认处于塞流情况。

5.2.2.5.2 等温流动
对于大多数典型问题，已知管长（L ）、内径（d ）、上游压力（P 1）和温度（T 1），质量通量G choked 计算步骤如下：
（1）由式（E.8）确定Fanning 摩擦系数f 。

假设是高雷诺数的完全按发展的湍流。

随后将验证这一假设，通常情况下该假设是正确的。

（2）确定M a1：
0411
ln 2
12
1=+⎪⎪⎭
⎫
⎝
⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛d fL M M a a γγ……（E.22） （3）确定质量通量G ：
γ11Ma P P choked
= ……（E.23） T
R M
P G g choked
choked = ……（E.24） 式中：
G choked ——质量通量，单位为Kg/m 2·s ； T ——上游初始温度，单位为K ； P choked ——下游塞流压力，单位为Pa ；
P 1——上游压力，单位为Pa ； M a1——马赫数；
γ——热容比，γ=c p /c v ；
R g ——理想气体常数，单位为8.314 J /（mol·K ）； M ——物质分子量，单位为g/mol 。

绝热和等温管道方法得到的结果很接近，对于大多数实际情况，并不能很容易地确定热传递特性。

因此选择绝热管道方法，通常能够得到较大的计算结果，适合于保守的安全设计。

5.2.2.6 液池蒸发或沸腾
过热液体泄漏计算应考虑闪蒸的影响，闪蒸计算标准方程见附录 E.2，当闪蒸比例大于0.2时，不考虑形成液池。

液池扩展应考虑地面粗糙度、障碍物以及液体收集系统等影响，如果存在围堰、防护堤等拦蓄区，且泄漏的物质不溢出拦蓄区时，液池最大半径为拦蓄区的等效半径。

液池内液体蒸发按其机理可分为闪蒸、热量蒸发和质量蒸发三种。

（1）闪蒸,见E.2。

（2）热量蒸发
热量蒸发速度可按下式计算：
()()()b u b t T T HL
A N K t
H T T KA Q -+
-=
01
01πα……（E.25） 式中：
A 1——液池面积，单位为m 2； T 0——环境温度，单位为K ； T b ——液体沸点，单位为K ； H ——液体蒸发热，单位为J/Kg ； L ——液池长度，单位为m ；
α——热扩散系数，单位为m 2/s ，见表E.1；
K ——导热系数。

单位为J/(m.·K)，见表E.1； t ——蒸发时间，单位为s ； Nu ——努塞尔（Nusselt ）数。

表：某些地面的热传递（热扩散、导热）系数
（3）质量蒸发
蒸发速度可按下式计算：
()
11
1ραL
A Sh Q =……（E.26） 式中：
α——分子扩散系数，单位为m 2/s ； Sh ——舍伍德（Sherwood ）数； A 1——液池面积，单位为m 2 ； L ——液池长度，单位为m ； ρ1——液体密度，单位为Kg/m 3。

E.2 闪蒸
（1）闪蒸比例和闪蒸速度
液体中闪蒸部分：
()v
b T p v H T T C F -=
……（E.27）
闪蒸速度：
v L f F Q Q ⨯=……（E.28）
式中：
F v ——泄漏液体的闪蒸比例； T T ——储存温度，单位为K ； T b ——泄漏液体的沸点，单位为K ； H v ——泄漏液体的蒸发热，单位为J/Kg ；
C p ——泄漏液体的比定压热容，单位为KJ ·Kg -1·K -1； Q f ——液体闪蒸速度，单位为kg/s ； Q L ——物质泄漏速率，单位为kg/s 。

（2）闪蒸带走的液体量
在液体闪蒸过程中，除了有一部分液体转变成气体外，还有一部分液体以液滴的形式悬浮在气体中，闪蒸带走的液体量的计算如下：
a ）当F v ≤0.2时： 带到空气中的液体量：
L v Q F D ⨯⨯=5……（E.29）
式中：
D ——带到空气中的液体量，单位为kg ； 地面液池内液体量：
()L v s Q F D ⨯⨯-=51……（E.30）
式中：
D s ——地面液池内液体量，单位为kg 。

b ）当F v ＞0.2时，液体全面带走，地面无液池形成。

5.2.3 危险物质泄漏后扩散的计算 1.
计算扩散时，应至少考虑以
下过程：
射流扩散；
✧根据扩散初始密度、
Richardson数等条件选择重气扩散和非重气扩散。

2.气云释放和扩散过程中的化
学过程对气云的危险性影响很大时，应考虑气云中的化学过程。

3.室内的容器、油罐和管道等
设备泄漏后，应考虑建筑物对扩散的影响，选择模型时应考虑以下情况：
✧建筑物不能承受物质泄漏带
来的压力，可设定物质直接释放到大气中。

✧建筑物可以承受物质泄漏带
来的压力，则室外扩散源项应考虑建筑物内的源项以及通风系统的影
响，其位置由通风系统的排风口位置来决定。

4.在计算扩散时，应至少选择
六种天气类别，代表稳定、中等稳定、不稳定、低风速、中风速和高风速等天气条件。

当使用Pasquill大气稳定度时，应至少选择以下六种天气类别，见下表：
表:选择的天气条件
5.扩散计算时，应至少选择八
种风向。

气象统计资料宜取自评价单元附近有代表性的气象站，
5.2.3.1大气稳定度确定
大气稳定度确定通常采用Pasquill分类方法,大气稳定度分为A、B、C、D、
E 和
F 六类，A 类表示气象条件极不稳定，B 类表示气象条件中等程度不稳定，C 类表示气象条件弱不稳定，D 类表示气象条件的稳定性在稳定和不稳定之间，E 类表示气象条件弱稳定，F 类表示气象条件中等程度稳定。

大气稳定度的具体分类见下表：
表：Pasquill 大气稳定度的确定
表：日照强度的确定
5.2.3.2 Pasquill-Gifford 模型扩散方程
1. Pasquill-Gifford 模型扩散方程 位于地面r H 高处的连续稳态源的烟羽
()⎪⎭
⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭
⎫
⎝
⎛+-+⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭
⎫
⎝
⎛--⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-=2
2
2
21exp 21exp 21exp 2,,z r
z r y
z y H
z H
z y u Q
z y x C σσσσπσ……（E.31）
式中：
()z y x C ,,——连续排放时，形成稳定的流场后，给定地点()z y x ,,的污染物的浓度，单位为kg/m 3；
Q ——连续排放的物料质量流量，单位为kg/s ；
u ——风速，单位为m/s ；
y σ，z σ——侧风向和垂直风向的扩散系数，单位为m ； x ——下风向距离，单位为m ； y ——侧风向距离，单位为m ； z ——垂直风向距离，单位为m 。

位于地面r H 高处的瞬时点源的烟团，坐标系位于地面并随烟团移动
烟团中心在x =ut 处，平均浓度方程为：
()()⎪⎭
⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭
⎫
⎝
⎛+-+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣
⎡⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛--⨯⎥⎥⎦⎤⎢
⎢⎣⎡⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=*
2
2
2
2
321exp 21exp 21exp 2,,,z r
z
r y
z y x H
z H
z y u Q
t z y x σσσσσσπ……（E.32）
式中：
()t z y x C ,,,——瞬时排放时，给定地点()z y x ,,和时间t 的污染物的浓度，单位为kg/m 3；
*Q ——瞬时排放的物料质量，单位为kg ； u ——风速，单位为m/s ；
x σ，y σ，z σ——下风向，侧风向和垂直风向的扩散系数，单位为m 。

2. Pasquill-Gifford 模型扩散系数
表：推荐的烟羽扩散Pasquill-Gifford 模型扩散系数方程
（下风向距离x 的单位为m ）。